2024-2025学年高中物理第十二章机械波56多普勒效应惠更斯原理课时作业含解析新人教版选修3-4

PAGEPAGE5多普勒效应惠更斯原理限时45分钟总分100分一、单选题(每小题6分，共30分)1．下列说法中不正确的是(C)A．发生多普勒效应时波源的频率保持不变B．要发生多普勒效应，波源和视察者之间必需有相对运动C．只有声波会发生多普勒效应D．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应解析：多普勒效应是一种现象，发生多普勒效应时，波源的频率没有发生变更，波源与视察者之间存在相对运动时，视察者接收到波的频率发生变更，而且机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应．2．上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端，然后使蜂鸣器快速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变更，下列推断正确的是(B)A．旋转时蜂鸣器发声的频率变更了B．由于旋转，变更了同学们听到的声音频率C．蜂鸣器音调变高时，肯定是向远离视察者的方向运动D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的解析：旋转时蜂鸣器发声的频率没有变更，故A错误；旋转过程中，声源(蜂鸣器)与视察者(同学们)的距离有时近，有时远，发生多普勒效应，蜂鸣器发出声波的频率不变，只是同学们感觉到的声音频率变更了，故B正确，D错误，当其远离视察者时，听到声音的频率变小即音调变低，故C错误．3.右图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则(D)A．2与1的波长、频率相等，波速不等B．2与1的波速、频率相等，波长不等C．3与1的波速、频率、波长均相等D．3与1的频率相等，波速、波长均不等解析：波线1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B错；波线1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由λ＝eq\f(v,f)得波长不同，故C错，D对．4．如图所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处的静止的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处的静止的人感受到的声波的频率为f2，则(D)A．f1<f，f2<f B．f1<f，f2>fC．f1>f，f2>f D．f1>f，f2<f解析：波源朝向视察者运动时，观测到的频率变大，波源远离视察者运动时，观测到的频率变小，D正确．5．如图所示的三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中(不考虑空气的流淌)水平飞行时产生声波的状况，图中一系列圆表示声波的传播状况，A点表示飞机的位置．已知声波在空气中的速度为340m/s.则由图可知(C)A．甲图中的飞机速度最大，乙图中的飞机速度大于340m/sB．乙图中的飞机速度最大，丙图中的飞机速度小于340m/sC．丙图中的飞机速度最大，乙图中的飞机速度等于340m/sD．不能推断哪个图中的飞机速度最大，也不能比较各图中的飞机速度与声速的大小二、多选题(每小题8分，共40分)6．下列说法正确的是(AD)A．波线表示波的传播方向B．波面表示波的传播方向C．只有横波才有波面D．波传播中某时刻任一波面上各子波波前的包络面就是新的波面解析：波线表示波的传播方向，故A正确，B错误；全部的波都具有波面，故C错误；由惠更斯原理可知，D正确．7．下列叙述中正确的是(BCD)A．空间点波源发出的球面波，其波面是一个球面，波线就是以波源为圆心的同心圆B．平面波的波线是一条直线，其波线相互平行C．依据惠更斯原理，波面各点都可看作一个子波源，子波前进的方向的包络面就是该时刻的波面D．利用惠更斯原理，只要知道t时刻波面的位置和波速，就可确定t＋Δt时刻波面的位置解析：球面波的波线沿球面的半径方向，A错误．平面波的波线是一条直线，由于波线与波面垂直，故平面波的波线相互平行，B正确．由惠更斯原理可知，C正确．利用惠更斯原理，只要知道t时刻波面的位置和波速，就可确定另一时刻的波面的位置，D正确．8．如图所示，在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速v＝400m/s.为了接收信号，在x＝400m处设有一接收器A(图中未标出)．已知t＝0时，波已经传播到x＝40m处，则下列说法中正确的是(AD)A．波源振动的周期为0.05sB．x＝40m处的质点在t＝0.5s时位移最大C．接收器在t＝1.0s时才能接收到此波D．若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于20Hz解析：波源振动的周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(20,400)s＝0.05s，A正确；x＝40m处的质点在t＝0.5s时恰好振动10个周期，因此仍在平衡位置，B错误；接收器接收到此波的时间t＝eq\f(400－40,400)s＝0.9s，C错误；波源振动的频率f＝eq\f(1,T)＝20Hz，由多普勒效应的学问知，若波源向x轴负方向移动，视察者与波源距离变大，则接收器接收到的波的频率将小于20Hz，D正确．9．下列说法中不正确的是(AD)A．只有平面波的波面才与波线垂直B．任何波的波线与波面都相互垂直C．任何波的波线都表示波的传播方向D．有些波的波面表示波的传播方向解析：不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A错误，选项B正确，波线表示波的传播方向，选项C正确，D错误．10．关于惠更斯原理、波的反射、波的折射，下列说法正确的是(BE)A．惠更斯原理能够说明全部波的现象B．子波的波速与频率等于波源的波速和频率C．用惠更斯原理不能说明波的衍射现象D．同一波面上的两个位置的质点振动步调也可能相反E．波在两介质的界面发生反射和折射时，反射波和折射波的频率不发生变更三、非选择题(共30分)11．(14分)医用B超仪发出的超声波频率为7.25×104Hz，这种超声波在人体内传播的波长为2cm，在给某患者的肝脏病变部分进行检测时(如图)，从探头发出的同一超声脉冲波经病变部分反射回到探头有两个信号，相隔时间为Δt＝32μs，试计算患者病变部分的大小．答案：2.32cm解析：超声脉冲波在进到病变区的前后界面上会发生两次反射，忽视波速在肝脏中的速度变更，则有：v＝λf＝7.25×104×2×10－2m/s＝1450m/s.病变区厚度h＝eq\f(1,2)v·Δt＝eq\f(1,2)×1450×32×10－6m＝2.32cm.12．(16分)如图甲所示是在高速马路上用超声波速度仪测量车速的示意图，测速仪固定并正对被测物发出和接收超声波脉冲信号，依据发出和接收到的信号的时间差，测出被测物体的速度．图乙是测量仪记录脉冲信号得到的纸带，p1、p2表示测速仪发出的超声波信号，n1、n2表示p1、p2经汽车反射回来的信号．设记录时纸带匀速移动，p1、p2之间的时间间隔Δt＝1.0s，超声波在空气中传播的速度是v＝340m/s，若汽车匀速行驶，则依据图乙可知，汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是多少？汽车的速度是多大？答案：17m17.9m/s解析：从p1到p2经验的时间为1.0s，题图乙中p1、p2之间是30小格，发出p1到收到n1共12小格，则时间Δt1＝eq\f(1,30)×12s＝eq\f(2,5)s，车距仪器的距离s1＝eq\f(1,2)vΔt1＝eq\f(1,2)×340×eq\f(2,5)m＝68m，发出p2到收到n2共9小格，则时间Δt2＝eq\f(1,30)×9s＝eq\f(3,10)s，知车距仪器的距离s2＝eq\f(1,2)vΔt2＝eq\f(1,2)×340×eq\f(3,10)m＝51m，车行驶的